buldjr: El bosón de Higgs, también lamada la "Partícula de Dios”, explicaría el origen del Universo.

viernes, 9 de diciembre de 2011

El bosón de Higgs, también lamada la "Partícula de Dios”, explicaría el origen del Universo.

El bosón de Higgs, también llamada la "Partícula de Dios”, explicaría el origen del Universo.

Uno de los retos científicos más ambiciosos de nuestros días es la búsqueda del bosón de Higgs (.Denominado también la "Partícula de Dios"), el bosón explicaría el origen del Universo. La existencia de esta escurridiza partícula es fundamental para que la visión del mundo de la física contemporánea sea consistente. Sin embargo, hasta ahora, nadie ha podido detectar su presencia.

El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha anunciado una conferencia para el martes 13 de diciembre 2011, en la que los responsables de los dos grandes detectores, Atlas y CMS, presentarán los análisis de los datos obtenidos en los últimos meses de colisiones de partículas en el LHC.
En la cita, los dos equipos que operan el acelerador de partículas entregarán los resultados de sus investigaciones, donde destacarían diez candidatos que muestran evidencia del bosón. Dichos candidatos fueron tomados de los restos de 350.000 billones de colisiones con los mencionados detectores.

En la conferencia del martes, a primera hora de la tarde, la portavoz de Atlas, Fabiola Gianotti expondrá los últimos resultados de este detector y a continuación lo hará el portavoz de CMS, Guido Tonelli, con el otro. Tras las dos presentaciones, de media hora cada una, en el auditorio central del CERN, habrá otra hora de debate entre los físicos del laboratorio.
El bosón de Higgs, desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales y está basado en la teoría de física de partículas, pero nunca se ha visto en un experimento

El físico holandés Gerard 't Hooft, premio Nobel de Física en 1999, ha señalado que encontrar el bosón de Higgs "sería un paso tan fundamental" en la física experimental como "encontrar el eslabón perdido", puesto que demostraría que las teorías que se descubrieron en los años sesenta "han funcionado bien". Además, su hallazgo no sería el final del trabajo del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, sino que, a partir de ahí, existe la necesidad de estudiar "ciertas incongruencias" que existen en algunas teorías, según ha indicado en una conferencia en Madrid

T Hooft ha indicado que "a finales de 2012 habrá muchas novedades" en cuanto al bosón de Higgs y ha apuntado que "sea cual sea el resultado de las investigaciones será emocionante". Así, ha señalado que "el público" en general conoce sólo la teoría estándar del bosón de Higgs, es decir, que existe una partícula que explica por qué las demás partículas tienen la masa que tienen. Sin embargo en el CERN no descartan que el resultado sea otro pues se baraja la posibilidad de que no sea una partícula, sino cinco diferentes; podría ser más pesada de lo esperado y que no se pudiera detectar en el LHC; o simplemente que no exista, una teoría que, según el físico, "es muy poco probable".

A pesar de ello, el experto ha indicado que en su campo de trabajo "nunca hay que descartar una hipótesis y nunca hay que dar por perfecta la teoría que ya se tiene". Por el momento, el hallazgo de la partícula de Higgs está en proceso. El segundo año de operaciones del Gran Colisionador de Hadrones ha concluido recientemente y ahora se están analizando los datos obtenidos durante la temporada de trabajo, unos análisis en el que también participan científicos y universidades españolas.

Hooft ha señalado que en el próximo mes de marzo comenzará la tercera etapa de colisiones. Preguntado por qué pasaría si no se encontrara el bosón de Higgs, 't Hooft ha indicado que "el campo de la partícula de Higgs actúa como una especie de árbitro y proyectada contra otras partículas determina su comportamiento, si tienen carga o masa y hasta que punto se diferencian de otras partículas, de modo que si no se encuentra o se descubre que no existe, habría que encontrar un nuevo árbitro para las partículas". El Premio Nobel de Física ha indicado que "no se puede asegurar al cien por cien que se cumple la teoría de la partícula de Higgs, pero si no existiera significaría que las teorías existentes no funcionan y hasta ahora han funcionado bien" así que considera que "es difícil imaginar que no exista".

Por otra parte, el científico holandés ha señalado que el LHC realiza más actividades que intentar encontrar el bosón de Higgs. En este sentido, ha destacado que se buscan también partículas que podrían construir la materia oscura, un tipo de materia de la que los físicos tienen la certeza de que es cinco veces más abundante que el universo que la materia 'normal', pero que no absorbe, refleja ni emite luz, lo que hace muy difícil su detección y, por tanto, estudiar su naturaleza. Del mismo modo, también se está desarrollando una teoría capaz de unificar la teoría de la relatividad general de Einstein y la mecánica cuántica que, según ha explicado Hooft, "permitiría descubrir lo que ocurre dentro de los átomos".

"Una teoría así explicaría todas las fuerzas que actúan en la naturaleza y todas las partículas", ha apuntado. Al respecto ha señalado que "esta teoría unificadora aún requeriría el trabajo de nuevas generaciones de investigadores jóvenes y listos" y, a su juicio, "no se llegará a ella de un momento a otro por la sencilla razón de que el universo es demasiado complejo para que una única teoría lo abarque todo".

¿Es o no es? Esa es la cuestión. La duda shakesperiana sobre la existencia (o no) del bosón de Higgs la extraña partícula nunca vista pero que los científicos creen que puede explicar la aparición del Universo, podrá ser resuelta definitivamente a finales de 2012 según investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) la gigantesca instalación científica situada bajo tierra cerca de Ginebra. Esta «partícula divina» se considera responsable de la masa de todas las demás y es uno de los mayores objetivos de la Física contemporánea.

Hace tan solo unas semanas, se extendía el rumor de que los físicos del colisionador europeo habían detectado por primera vez el bosón tras la publicación en una nota interna de los investigadores del detector Atlas (uno de los cuatro que forman parte del LHC) en la que comentaban el posible descubrimiento. Sin embargo, los portavoces del CERN, el laboratorio europeo de física de partículas que alberga al LHC, corrieron a desmentirlo y señalaron que los datos eran erróneos. Ahora, creen que estarán preparados para dar una respuesta real dentro de, más o menos, un año.

El director general del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), Rolf Heuer, fue tajante el lunes en la presentación de los resultados científicos del primer año de funcionamiento del LHC, durante la Conferencia de Eurofísica sobre Física de Altas Energías, que reúne en Grenoble (sureste de Francia) a 700 científicos. «La respuesta a la pregunta de Hamlet sobre el bosón de Higgs, ser o no ser, la tendremos al final del año que viene», señaló.

Pese a la que la espera de la «partícula divina» puede parecer larga para un público ávido de acontecimientos, el LHC, construido en un túnel circular de 27 kilómetros y situado bajo la frontera entre Francia y Suiza, ha obtenido unos excelentes resultados. En su interior se hacen chocar dos haces de protones que rozan la velocidad de la luz y se analizan las altísimas energías subatómicas que producen. El nivel de colisiones ha alcanzado en tres meses el objetivo fijado para todo el año 2011, es decir 70 millones de colisiones de partículas.

Sin embargo, aún será necesario multiplicar por diez la cantidad de datos estadísticos recabados para saber si existe o no el célebre bosón. «Estamos viviendo momentos muy excitantes para la física de partículas» y no disponer aún de los datos que permitan despejar esa incógnita no es en absoluto una «decepción», añadió el director del CERN.

Se trata del primero de los misterios físicos que intentan desvelar los expertos que trabajan con los datos que genera el acelerador y tanto probar la existencia del bosón como certificar que no existe sería un descubrimiento. Si se llegara a encontrar el último elemento que falta en el denominado Modelo Estándar de la física de partículas -enunciado en la década de 1960 por el profesor Peter Higgs- se podría comprender por qué las masas de unas partículas elementales y otras son distintas. Pero si la deseada partícula no apareciese, evidenciaría que el modelo estándar está incompleto y abriría nuevas vías de pensamiento a los científicos.

En paralelo, hasta finales de 2012, los responsables del CERN abundarán también en otros misterios a los que se consagran los físicos que trabajan con el LHC, considerado una de las mayores proezas científicas de la historia de la Humanidad. Entre ellos, determinar si existen más dimensiones comprender las diferencias entre materia y antimateria, saber si existe la supersimetría o determinar si es posible hacer arqueología cósmica y explicar mejor qué pasó durante el Big Bang, hace 14.000 millones de años.

En el tiempo que lleva funcionando el LHC (desde el 20 de noviembre de 2009, tras una avería inicial en 2008) se han comprobado propiedades de partículas ya conocidas, lo que ha permitido avanzar "ahora hacia un territorio inexplorado".

En palabras de Fabio Zwirner, presidente de la división física de altas energías de la Sociedad Europea de Física (EPS, por sus siglas en inglés), «si se compara con el Tour de Francia, el amarillo del maillot ha ganado intensidad». Una vez empiecen a llegar los primeros resultados científicamente revolucionarios, se podrá plantear la construcción de un nuevo acelerador, tarea que requeriría muchos años y financiación, visto que el actual LHC ha necesitado 20 años de trabajo, 4.000 millones de euros de financiación y la contribución de miles de científicos.

El bosón de Higgs es una partícula elemental hipotética masiva cuya existencia es predicha por el modelo estándar de la física de partículas. Desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales, en particular la diferencia entre el fotón (sin masa) y los bosones W y Z(relativamente pesados). Las partículas elementales con masa y la diferencia entre la interacción electromagnética (causada por los fotones) y la fuerza débil (causada por los bosones W y Z) son críticos en muchos aspectos de la estructura microscópica (y así macroscópica) de la materia. Con esto, si la partícula existe, el bosón de Higgs tendría un enorme efecto en la física y el mundo de hoy. Hasta la fecha, la acumulación de los datos empíricos analizados y publicados no es suficiente para confirmar directamente la existencia del bosón de Higgs; no obstante, se trata de la única partícula elemental del modelo estándar que no ha sido observada experimentalmente hasta ahora.

El mecanismo de Higgs, lo que da masa al vector bosón, fue planteado teóricamente en 1964 por Peter Higgs, François Englert y Robert Brout (quienes trabajaban en las ideas de Philip Anderson), e independientemente por G. S. Guralnik, C. R. Hagen y T. W. B. Kibble. Higgs -en un comentario añadido a una carta dirigida a la Physical Review- propuso que la existencia de una partícula escalar masiva podría ser una prueba de la teoría. Steven Weinberg y Abdus Salam fueron los primeros en aplicar el mecanismo de Higgs a la ruptura espontánea de simetría electrodébil La teoría electrodébil predice una partícula neutra cuya masa no sea muy lejana de la de los bosones W y Z

Peter Ware Higgs (n. el 29 de mayo de 1929 en Newcastle, Tyne y Wear, Inglaterra) es un físico inglés conocido por su proposición en los años 60 de la ruptura de la simetría en la teoría electrodébil, explicando el origen de la masa de las partículas elementales en general, y de los bosones W y Z en particular.

Este mecanismo predice la existencia de una nueva partícula, el bosón de Higgs. Aunque esta partícula nunca ha sido detectada debido a la insuficiente potencia de los aceleradores disponibles, el mecanismo de Higgs es generalmente aceptado como ingrediente importante en el modelo estándar de la física de partículas. Higgs concibió el mecanismo en 1964 mientras realizaba una travesía por los Cairngorms, de donde regresó a su laboratorio declarando que había tenido “una gran idea”.
Se espera que el gran colisionador de hadrones del CERN en la frontera franco-suiza, el acelerador de partículas más grande y potente jamás construido, brinde una mejor oportunidad de encontrar el bosón de Higgs. Se especula que de probarse su existencia, el profesor Higgs sería reconocido con el Premio Nobel.

El Gran Colisionador de Hadrones, GCH (en inglés Large Hadron Collider, LHC) es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, sigla que corresponde su antiguo nombre en francés: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.
Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang.

El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. Usa el túnel de 27 km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP en inglés) y más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.
Una vez enfriado hasta su temperatura de funcionamiento, que es de 1,9 K (menos de 2 grados por encima del cero absoluto o −271,15 °C), los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008,y el primer intento para hacerlos circular por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre del año 2008. Aunque las primeras colisiones a alta energía en principio estuvieron previstas para el 21 de octubre de 2008,el experimento fue postergado debido a una avería que produjo la fuga del helio líquido que enfría uno de los imanes superconductores.

A fines de 2009 fue vuelto a poner en marcha, y el 30 de noviembre del 2010 se convirtió en el acelerador de partículas más potente al conseguir energías de 1,18 TeV en sus haces, superando el récord anterior de 0,98 TeV establecido por el Tevatrón estadounidense. El 30 de marzo de 2010 las primeras colisiones de protones del LHC alcanzaron una energía de 7 TeV (al chocar dos haces de 3,5 TeV cada uno) lo que significó un nuevo récord para este tipo de ensayos. El colisionador funcionará a medio rendimiento durante dos años, al cabo de los cuales se proyecta llevarlo a su potencia máxima de 14 TeV.
Teóricamente se espera que este instrumento permita confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades como la masa

Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una teoría de la gran unificación, que pretende relacionar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando fuera de ella únicamente la gravedad. Además este bosón podría explicar por qué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas. Junto al bosón de Higgs también podrían producirse otras nuevas partículas que fueron predichas teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda,como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.
Esta partícula existirá o será una quimera, o este martes 13. Día que podría convertirse en el más importante en la historia de la física desde que se dio a conocer la Teoría de la Relatividad.